Учёные обнаружили новые свойства ключевой сигнальной молекулы в делении клеток

Сигнальный фактор ECT2 необходим для правильного протекания цитокинеза — физического процесса деления клетки.

Учёные обнаружили, что для активации сигнального пути, запускающего цитокинез, ECT2 должен связываться с клеточной мембраной. ECT2 также связывается с центральной зоной веретена — сигнальным хабом в середине клетки, — но исследователи с удивлением обнаружили, что это последнее взаимодействие не является критически важным для правильного осуществления цитокинеза.

Большая часть исследований была выполнена Марком Петрончки и Кристиной Котынковой, когда они работали в Лондонском исследовательском институте Cancer Research UK и Институте Фрэнсиса Крика. Кристина, которая сейчас работает в Медицинской школе Бостонского университета (США), поясняет: «Клеточное деление генерирует две дочерние клетки из одной материнской путём впячивания клеточной оболочки, формирующего отдельный «карман» в так называемой борозде деления. Чтобы каждая дочерняя клетка унаследовала правильную генетическую информацию, борозда деления должна образоваться посередине клетки, между разделёнными массами хромосом».

Она добавляет: «Сбой клеточного деления вызывает удвоение числа хромосом в клетке. Исследования показывают, что это опасное событие, которое ведёт к дальнейшей генетической нестабильности и может спровоцировать рак. Удвоение генетической информации наблюдается в некоторых опухолевых клетках человека».

В своей работе учёные использовали оптогенетику — новую технику, использующую свет для активации различных процессов в клетке. Они создали клетки, экспрессирующие разные версии ECT2, которыми можно было управлять с помощью синего света, — то есть могли контролировать деление клеток светом.

Чтобы исследовать, как раковые клетки инициируют формирование борозды деления и обеспечивают её правильное положение, учёные изучили известную линию человеческих раковых клеток HeLa. На их основе они создали ряд вариантов с разными версиями ECT2, которые можно было направлять к клеточной оболочке с помощью добавления химического вещества или освещения синим светом.

Команда обнаружила, что для формирования борозды деления и клеточного деления ECT2 должен ассоциироваться с клеточной оболочкой. Там он запускает переключатель, начинающий формирование борозды деления. В клетках, где ECT2 не связывался с оболочкой, деления не происходило. Это приводило к тому, что вновь образующиеся клетки подвергались полному удвоению хромосом. Однако в клетках, где ECT2 не ассоциировался с центральной зоной веретена, цитокинез всё равно происходил правильно.

Доктор Петрончки, который сейчас работает в компании Boehringer Ingelheim в Вене (Австрия), говорит: «Понимание механизма и контроля клеточного деления в человеческих клетках позволяет нам понять, как клетки предотвращают потенциально пагубные последствия сбоя деления. Более того, нахождение способа специфически блокировать деление именно в раковых клетках, но не в нормальных, может проложить путь к безопасному и эффективному лечению рака у человека».